(57)【要約】      （修正有）【課題】ノズル間で生じる垂れ落ちや糸曳きを防止し、マニホールドに進入する溶融体を溶融体チャンネルの断面に亘って均等に分配する積み重ね射出装置を提供することを目的としている。【解決手段】  積み重ね射出成形装置は、溶融体源に連結された第１移行ノズル３６とマニホールドに連結された第２移行ノズル３８との間に設けられた溶融体均質化要素８２を含む。この溶融体均質化要素は、ほぼ均等な温度及び粘度分布又は断面分布を持つ均質な溶融体流れを提供するために溶融体流れを再分配するのに使用される。【選択図】  図３
2005007885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積み重ね金型射出成形装置において、
圧力が加わった型成形可能な材料の溶融体の流れを受け入れるための第１溶融体移行チャンネルを有する第１溶融体移行ノズルと、
前記第１溶融体移行チャンネルから前記溶融体の流れを受け入れるための第２溶融体移行チャンネルを有する移動自在の第２溶融体移行ノズルと、
前記第２溶融体移行チャンネルから前記溶融体の流れを受け入れて前記溶融体の流れを複数のノズルに送出するためのマニホールドチャンネルを有するマニホールドと、
前記溶融体の流れを受け入れるための複数の金型キャビティであって、前記ノズルが複数の金型ゲートを通して連通した金型キャビティと、
前記第１溶融体移行チャンネル及び前記第２溶融体移行チャンネルのうちの一方と関連した溶融体均質化要素であって、この溶融体均質化要素を出る前記溶融体の流れの温度及び粘度が前記溶融体均質化要素に進入する前記溶融体の流れよりも均質であるように前記溶融体を前記溶融体の流れ内で再分配するための溶融体均質化要素とを含む、積み重ね金型射出成形装置。
【請求項２】
前記溶融体均質化要素は、一方の移行ノズルから他方の移行ノズルへの溶融材料の流れを制御する移動自在のバルブピンに連結されている、請求項１に記載の積み重ね金型射出成形装置。
【請求項３】
定置の溶融体均質化要素が第１及び第２の移行ノズルの一方又は両方に配置されている、請求項１に記載の積み重ね金型射出成形装置。
【請求項４】
前記バルブピンに連結された前記溶融体均質化要素は前記移動自在の移行ノズルに配置されている、請求項１に記載の積み重ね金型射出成形装置。
【請求項５】
積み重ね射出成形装置での溶融体の流れを改善する方法において、
第１の温度及び粘度分布を備えた溶融体の流れを溶融体源から受け取るための第１溶融体チャンネルを有する第１移行ノズルを提供する工程と、
前記第１溶融体チャンネルから前記溶融体の流れを受け取るための第２溶融体チャンネルを有する第２移行ノズルを提供する工程と、
前記溶融体の流れを前記第１の温度及び粘度分布から第２の温度及び粘度分布に変化させるため、前記第１移行ノズル及び前記第２移行ノズルのうちの少なくとも一つに溶融体均質化要素を設ける工程とを含み、
前記第２の温度及び粘度分布は前記第１の溶融体流れ分布よりも均等である、方法。
【請求項６】
前記溶融体均質化要素は、前記第１移行ノズル及び前記第２移行ノズルのうちの少なくとも一方を通って延びるバルブピンに連結されており、前記バルブピンは、前記第１移行ノズルと前記第２移行ノズルとの間の溶融体の流れを制御する、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記溶融体均質化要素は、前記溶融体の流れを混合し、前記第１の温度及び粘度分布を前記第２の温度及び粘度分布に変化させる、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記溶融体均質化要素は、前記溶融体の流れを回転し、前記第１の温度及び粘度分布を前記第２の温度及び粘度分布に変化させる、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記第１溶融体チャンネル及び前記第２溶融体チャンネルは互いに選択的に流体連通する、請求項５に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１移行ノズル及び前記第２移行ノズルは、互いから選択的に分離される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記溶融体均質化要素は、前記第１移行ノズル及び前記第２移行ノズルが互いから分離されるときの溶融体の垂れ落ちを減少する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
射出成形装置において、
圧力が加わった型成形可能な材料の溶融体の流れを受け入れるための第１溶融体移行チャンネルを有する第１溶融体移行ノズルと、
前記第１溶融体移行チャンネルから前記溶融体の流れを選択的に受け入れるための第２溶融体移行チャンネルを有する第２溶融体移行ノズルと、
前記第２溶融体移行チャンネルから前記溶融体の流れを受け入れて前記溶融体の流れをノズルのノズルチャンネルに送出するためのマニホールドチャンネルを有するマニホールドと、
前記ノズルから前記溶融体の流れを受け入れる、前記ノズルチャンネルが金型ゲートを通して連通した金型キャビティと、
前記第１溶融体移行チャンネル及び前記第２溶融体移行チャンネルのうちの一方に設けられた溶融体均質化要素であって、前記溶融体の流れを受け取るための溶融体チャンネルを有する溶融体均質化要素とを備え、
前記溶融体均質化要素は、前記溶融体流れの剪断履歴を再設定し、ほぼ均等な溶融体流れを前記マニホールドに送出する、射出成形装置。
【請求項１３】
前記溶融体均質化要素の前記溶融体チャンネルは全体に螺旋形形状である、請求項１２に記載の射出成形装置。
【請求項１４】
前記第１溶融体移行チャンネル及び前記第２溶融体移行チャンネルの少なくとも一方を通って延びるバルブピンを更に含み、前記バルブピンの直径は、前記第１溶融体移行チャンネルと前記第２溶融体移行チャンネルとの間の溶融体の流れを制限するように大きさが定められており、前記溶融体均質化要素は前記バルブピンと一体であり、前記バルブピンは、前記第１溶融体移行チャンネルの一部及び前記第２溶融体移行チャンネルの一部を横切って前記溶融体均質化要素を選択的に配置すると同時に溶融体を前記第１溶融体移行チャンネルと前記第２溶融体移行チャンネルとの間で流すことができるように移動自在である、請求項１２に記載の射出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体として、積み重ね射出成形装置に関し、詳細には、積み重ね射出成形装置で使用するための溶融体均質化要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
積み重ね成形は、射出成形機の出力を、その大きさを大幅に増大することなく、少なくとも２倍にできるという、単一成形を越える利点を提供する。ロゼマに付与された米国特許第５，８４６，４７２号明細書及びブラウンに付与された米国特許第５，２２９，１４５号明細書に示されているような積み重ね成形用の構成は、一般的には、定置の第１プラテンと、移動自在の中央プラテンと、移動自在の第２プラテンとを使用する。金型キャビティは、従来、移動自在の中央プラテンの両面に配置される。移動自在の中央プラテン及び移動自在の第２プラテンは、製造サイクル中、金型キャビティを開閉するために往復動する。積み重ね成形装置では、マニホールドシステムは、中央プラテンの各側に配置された金型キャビティに等しい経路長を介して届くようにするため、中央プラテンを通って延びている。
【０００３】
代表的には、多キャビティ積み重ね金型はバルブゲート式溶融体移行ノズルを使用する。このノズルは、溶融体を射出成形機の押出機ノズルからマニホールドに送出するため、移動自在のプラテンに連結されている。溶融体移行ノズルは、押出機と関連したバルブゲート式第２バルブと係合したり外れたりするように移動する。マニホールドは、溶融体移行ノズルから、個々の金型キャビティの各々と関連した射出ノズルに溶融体を送出する。
【０００４】
移動自在のプラテンの往復動により、溶融体移行ノズルは互いに連続的に連結されたり外れたりする。従来技術のバルブゲート式溶融体移行ノズルでは、これにより、ノズル間で垂れ落ちや糸曳きが生じる。これは望ましくない。
【０００５】
多キャビティ射出成形プロセスには、製造された型成形部品の品質に影響を及ぼす多数の変数がある。このような変数の一つは、剪断により生じる流れのアンバランスである。溶融体がマニホールドを通って流れるとき、溶融体チャンネルの周囲近くの溶融体には、溶融体チャンネルの定置の境界に関する溶融体流れの相対速度により高剪断状態が加わるのに対し、溶融体チャンネルの中央近くの溶融体には低剪断状態が加わる。このように、剪断速度及び温度、従って粘度が溶融体チャンネルに沿って及び溶融体チャンネルを横切っての両方で変化する。溶融体チャンネルが二つの枝部に分岐するとき、中央から周囲までの変化が、分岐後に側部から側部までの変化となる。この側部から側部までの変化により、代表的には、溶融体の状態が、ランナー枝部の各々から型成形された部品の一方の側部から他方の側部まで変化する。溶融体を四つ又はそれ以上の金型キャビティに送出するように溶融体チャンネルが分岐している場合には、各枝部の各々の溶融体が異なり、その結果、これらの金型キャビティの各々で形成された製品が変化する。
【０００６】
押出機から送出された溶融体は、多くの場合、均等にバランスがとれていない。更に、バルブゲート式溶融体移行ノズルを使用して溶融体を押出機からマニホールドに移行する場合には、バルブピンが溶融体の流れを部分的に遮断するため、溶融体の流れのアンバランスが悪化する。従って、金型キャビティでの溶融体の流れのアンバランスの効果の大きさを小さくするため、マニホールドに進入する溶融体を溶融体チャンネルの断面に亘って均等に分配する必要がある。
【特許文献１】米国特許第５，８４６，４７２号明細書
【特許文献２】米国特許第５，２２９，１４５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の目的は上述した欠点の少なくとも一つを無くすか或いは小さくすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施の形態によれば、射出成形装置において、
圧力が加わった型成形可能な材料の溶融体の流れを受け入れるための第１溶融体移行チャンネルを有する第１溶融体移行ノズルと、
第１溶融体移行チャンネルから溶融体の流れを選択的に受け入れるための第２溶融体移行チャンネルを有する第２溶融体移行ノズルと、
第２溶融体移行チャンネルから溶融体の流れを受け入れて溶融体の流れをノズルのノズルチャンネルに送出するためのマニホールドチャンネルを有するマニホールドと、
ノズルから溶融体の流れを受け入れる、ノズルチャンネルが金型ゲートを通して連通した金型キャビティと、
第１溶融体移行チャンネルを通って延び、第１溶融体移行チャンネルと第２溶融体移行チャンネルとの間で溶融体の流れを制限する大きさの直径を持つバルブピンと、
バルブピンに設けられた、溶融体流れを受け入れるための溶融体チャンネルを有する溶融体均質化要素とを備え、
バルブピンは、溶融体均質化要素を第１溶融体移行チャンネルの一部及び第２溶融体移行チャンネルの一部を横切って選択的に配置すると同時に第１溶融体移行チャンネルと第２溶融体移行チャンネルとの間で溶融体を流すことができるように移動自在である、射出成形装置が提供される。
【０００９】
本発明の別の実施の形態によれば、積み重ね射出成形装置において、
圧力が加わった型成形可能な材料の溶融体の流れを受け入れるための第１溶融体移行チャンネルを有する第１溶融体移行ノズルと、
第１溶融体移行チャンネルから溶融体の流れを選択的に受け入れるための第２溶融体移行チャンネルを有する第２溶融体移行ノズルと、
第２溶融体移行チャンネルから溶融体の流れを受け入れて溶融体の流れをノズルのノズルチャンネルに送出するためのマニホールドチャンネルを有するマニホールドと、
ノズルから溶融体の流れを受け入れる、ノズルチャンネルが金型ゲートを通して連通した金型キャビティと、
第１溶融体移行チャンネル及び第２溶融体移行チャンネルのうちの一方と関連した溶融体均質化要素であって、この溶融体均質化要素を出る溶融体の流れの温度及び粘度分布が溶融体均質化要素に進入する溶融体の流れよりも均質であるように溶融体を溶融体の流れ内で再分配するための溶融体均質化要素とを含む、積み重ね金型射出成形装置が提供される。
【００１０】
本発明の別の実施の形態によれば、積み重ね射出成形装置での溶融体の流れを改善する方法において、
第１の温度及び粘度分布を備えた溶融体の流れを溶融体源から受け取るための第１溶融体チャンネルを有する第１移行ノズルを提供する工程と、
第１溶融体チャンネルから溶融体の流れを受け取るための第２溶融体チャンネルを有する第２移行ノズルを提供する工程と、
溶融体の流れを第１の温度及び粘度分布から第２の温度及び粘度分布に変化させるため、第１移行ノズル及び第２移行ノズルのうちの少なくとも一つに溶融体均質化要素を設ける工程とを含み、
第２の温度及び粘度分布は第１の溶融体流れ分布よりも均等である、方法が提供される。
【００１１】
本発明の別の実施の形態によれば、射出成形装置において、
圧力が加わった型成形可能な材料の溶融体の流れを受け入れるための第１溶融体移行チャンネルを有する第１溶融体移行ノズルと、
第１溶融体移行チャンネルから溶融体の流れを選択的に受け入れるための第２溶融体移行チャンネルを有する第２溶融体移行ノズルと、
第２溶融体移行チャンネルから溶融体の流れを受け入れて溶融体の流れをノズルのノズルチャンネルに送出するためのマニホールドチャンネルを有するマニホールドと、
ノズルから溶融体の流れを受け入れる、ノズルチャンネルが金型ゲートを通して連通した金型キャビティと、
第１溶融体移行チャンネル及び第２溶融体移行チャンネルのうちの一方に設けられた溶融体均質化要素であって、溶融体の流れを受け取るための溶融体チャンネルを有する溶融体均質化要素とを備え、
溶融体均質化要素は、溶融体流れの剪断履歴を再設定し、ほぼ均等な溶融体流れをマニホールドに送出する、射出成形装置が提供される。
【００１２】
本発明は、マニホールドに進入する溶融体の温度及び粘度がほぼ均等であり、かくして剪断により発生した射出成形装置内の流れのアンバランスを減少することができるように、積み重ね射出成形装置の第１溶融体移行ノズルと第２溶融体移行ノズルとの間で溶融体を均質化するという利点を提供する。
【００１３】
次に、本発明の実施の形態を同様の参照番号を同様の構成要素に付した添付図面を参照して以下に詳細に説明する。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１を参照すると、積み重ね射出成形装置の全体に参照番号１０が付してある。図示のように、ベース２０が、定置の第１プラテン１４と、移動自在の中央プラテン１６と、移動自在の第２プラテン１８とを支持する。移動自在の中央プラテン１６及び移動自在の第２プラテン１８は、定置の第１プラテン１４に連結され、この第１プラテン１４に対し、位置決め機構（図示せず）によって矢印２２及び２４が示すように移動することができる。移動自在の中央プラテン１６及び移動自在の第２プラテン１８は、積み重ね射出成形装置１０を離型線２６及び２８の夫々のところで分割する。
【００１５】
溶融体を一連のノズル４４に送出するため、マニホールド５０が移動自在の中央プラテン１６に配置されている。溶融体の流れを射出成形装置１０を通って移動するときに所望温度に維持するため、ヒーター（図示せず）が定置の第１プラテン１４及び移動自在の中央プラテン１６に設けられている。各ノズル４４にはノズルヒーター（図示せず）が埋設されており、又は当該技術分野で周知の任意の方法で連結されている。
【００１６】
一連の第１金型キャビティ３０が移動自在の中央プラテン１６と定置の第１プラテン１４から突出した一連の第１金型コア３１との間に配置される。同様に、一連の第２金型キャビティ３２が移動自在の中央プラテン１６と移動自在の第２プラテン１８から突出した一連の第２金型コア３１’との間に配置される。ノズル４４は、溶融体を金型ゲート４３を通して金型キャビティ３０及び３２に送出する。金型キャビティ３０、３２は、冷却チャンネル（図示せず）によって冷却される。適切に冷却されたとき、積み重ね射出成形装置１０を図２に示すように取り出し位置に移動し、型成形された部品をキャビティ３０、３２から空気で取り出す。
【００１７】
スプルー入口３４が機械ノズル１２と溶融体チャンネル３３との間に延びている。第１溶融体移行チャンネル３７を有する第１溶融体移行ノズル３６が溶融体チャンネル３３の出口３５に連結されている。第２溶融体移行チャンネル３９を有する第２溶融体移行ノズル３８が第１溶融体移行ノズル３６に連結され、ここから溶融体を受け取り、溶融体をマニホールド５０に送出する。第１及び第２の溶融体移行ノズル３６、３８にはヒーター（図示せず）が設けられている。ヒーターは、ノズル３６、３８を通って流れる溶融体に熱を提供するのに適した任意の種類のヒーターであるとよい。
【００１８】
溶融体移行装置４０が第１溶融体移行ノズル３６と第２溶融体移行ノズル３８との間に設けられており、これらの間の溶融体の流れを制御する。図３を参照すると、溶融体移行装置４０は、第１溶融体移行ノズル３６の第１溶融体移行チャンネル３７を通って延びる第１バルブピン７０と、第２溶融体移行ノズル３８の第２溶融体移行チャンネル３９を通って延びる第２バルブピン７２とを含む。第１バルブピン７０は第１端９０及び第２端９２を含む。第１バルブピン７０の第１端９０は、シリンダ７８内で移動自在のピストン７４に連結されている。このピストンは空気作動式である。空気をシリンダ７８に入れたり出したりできるようにするため、ピストン７４のいずれかの側部に通路（図示せず）が設けられている。
【００１９】
第２バルブピン７２は、第１端９４及び第２端９６を含む。第２バルブピン７２の第２端９６は、第１バルブピン７０の第２端９２と当接する。第１バルブピン７０と同様に、第２バルブピン７２の第１端９４は、シリンダ８０内で移動自在のピストン７６に連結されている。このピストン７６は第１バルブピン７０の移動に応じて移動する。第２バルブピン７２を第１バルブピン７０に向かって押圧するため、ばね（図示せず）がシリンダ８０内にピストン７６と隣接して設けられている。第１及び第２のバルブピン７０、７２は、別の態様では、電気的に又は任意の他の周知の手段によって作動させてもよい。
【００２０】
バルブピン７０は溶融体均質化要素８２を含み、この要素はバルブピンの第２端９２と隣接して設けられる。図４に示すように、溶融体均質化要素８２は、バルブピン７０の外面８４に形成された全体に螺旋形の溝である溶融体チャンネル８３を含む。図５は、図４の５−５線に沿ったバルブピン７０の断面図である。溶融体チャンネル８３は入口９８及び出口１００を含み、溶融体移行装置４０が図３に示す溶融体送出位置にあるとき、溶融体移行チャンネル３７、３９の部分を形成する。図４及び図５に示す溶融体均質化要素８２は、第１移行ノズル３６と第２移行ノズル３８との間の全体に螺旋形の経路に従って溶融体を圧送するように形成されている。溶融体均質化要素８２により溶融体の流れを回転させ、かくして溶融体は、溶融体均質化要素８２を通って移動する際に重なり且つ再分配され、その結果、第２溶融体移行ノズル３８に進入する溶融体の温度及び粘度がほぼ均等になる。
【００２１】
ほぼ円形断面のチャンネルを通る流れの原理、及び剪断による流れのアンバランスの発生は周知である。チャンネルの内壁の近くを流れる溶融体には比較的高い剪断速度が加わり、これにより、隣接した流体流が摩擦によって加熱されることにより溶融体の温度が上昇する。これは「剪断加熱」と呼ばれ、プラスチック樹脂は、チューブ状チャンネルを通過するときに加わる剪断加熱の全てを「記憶する」性質を備えている。剪断加熱の「記憶」は、樹脂の「剪断履歴」と呼ばれ、可変の粘度分布として円形断面に亘って現れ、粘度の低い樹脂を更に容易に流動させ、及び従って、一つのキャビティを他のキャビティよりも優先的に充填する。
【００２２】
機械ノズル１２からスプルー入口３４及び溶融体チャンネル３３を通って流れることによって発生した剪断履歴を持つ溶融体の流れが第１移行ノズル３６に進入する。図６Ａ及び図７Ａを参照すると、溶融体移行チャンネル３７を通ってバルブピン７０の周囲を流れる溶融体流れの分布が概略的に示してある。図６Ａの分布は溶融体の温度を表す。しかしながら、剪断応力の分布も同様である。図７Ａの分布は、溶融体の粘度を表す。図示のように、溶融体の流れが溶融体均質化要素８２に向かって移動するとき、溶融体の温度及び粘度は不均等である。
【００２３】
溶融体均質化要素８２は、温度及び粘度がほぼ均等な均質化された溶融体流れが第２移行ノズル３８に流入するように溶融体の流れの剪断履歴を全体に再設定するように機能する。このほぼ均等な分布を図６Ｂ及び図７Ｂに概略的に示す。
【００２４】
第１及び第２のバルブピン７０、７２を逆にし、溶融体均質化要素８２を第２移行エレメント３８のバルブピン７２に設けてもよいということは当業者には理解されよう。
【００２５】
次に、本発明による積み重ね射出成形装置１０の作動について説明する。図３は、溶融体均質化要素８２が第１及び第２の移行ノズル３６、３８の間にある溶融体送出位置での溶融体移行装置４０を示す。この位置では、加圧された型成形可能材料の溶融体流れが機械ノズル１２から第１移行ノズル３６に流入する。溶融体は溶融体均質化要素８２を通って流れ、第２溶融体移行ノズル３８を通って移動するときに温度及び粘度がほぼ均等であるように溶融体が再分配される。溶融体は、次いで、第２移行ノズル３８からマニホールド５０に流入する。マニホールド５０は溶融体流れを一連のノズル４４に分配する。溶融体流れはノズル４４を通って金型キャビティ３０、３２に流入し、ここで溶融体が冷却され、型成形部品（図示せず）が製造される。
【００２６】
溶融体流れのアンバランスは累積効果であり、金型内での溶融体流れの分割回数や溶融体源と金型キャビティとの間の距離等の要因により悪化する。図１７Ａは、短い溶融体チャンネル３３についての剪断分布と同様の温度分布１０５を示し、図１７Ｂは長い溶融体チャンネル３３についての溶融体の温度分布１０６を示す。この温度分布１０６は、溶融体チャンネル３３の壁に最も近い溶融体が最も高温であり、溶融体チャンネル３３の中央の溶融体よりも大きな応力が加わるということを示す。溶融体チャンネル内に配置された溶融体均質化要素８２が溶融体を均質化し、これにより、溶融体温度分布１０７が遙かにバランスがとれたものとなり、大きな応力が加わった溶融体を再分配する。積み重ね金型では、詳細には、溶融体が長い距離を移動し、何回も曲がり、分岐することが必要とされる。図１８は、ブラウンに付与された米国特許第５，２２９，１４５号明細書と同様の構成を持つ４レベル積み重ね金型を示す。分岐１０９に近づく溶融体温度分布は対称であるが、ひとたび溶融体が分岐すると、温度分布１０７は非対称になり、溶融体移行装置４０をアンバランスにし、溶融体均質化要素８２が溶融体を均質化し、温度分布１０７のバランスをとる。
【００２７】
機械ノズルと金型キャビティ３０、３２との間の溶融体部分路を均質化することにより、金型キャビティ３０、３２での溶融体流れのアンバランスの作用を減少することができる。
【００２８】
金型キャビティ３０、３２が充填された後、機械ノズル１２からの溶融体の流れを停止する。次いで、ピストン７４を作動し、溶融体移行装置４０の第１バルブピン７０を引っ込めてこのバルブピン７０を閉鎖位置に向かって移動し、この閉鎖位置でバルブピン７０の第２端がゲート４６と係合する。第２バルブピン７２は第１バルブピン７０とともに閉鎖位置に向かって移動し、第２端９６がゲート４７と係合する。第１バルブピン７０が引っ込められるとき、溶融体均質化要素８２内に配置された溶融体が金型ゲート４６、４７から遠ざかる方向に第１溶融体移行チャンネル３７内に搬送される。バルブピン７０の外面８４は、金型ゲート４６を通って移動し、金型キャビティ３０、３２の開放前に、ほぼ全ての溶融体を金型ゲート４６から除去する。次いで、バルブピン７０、７２を金型ゲート４６、４７に着座させ、第１及び第２の溶融体移行ノズル３６、３８の第１及び第２の通路３７、３９間の溶融体の流れを遮断する。
【００２９】
次いで、移動自在の中央プラテン１６及び移動自在の第２プラテン１８が、離型線２６及び２８の夫々のところで、定置の第１プラテン１４から分離し、図２に示す溶融体中断位置に移動する。プラテン１４、１６、及び１８が分離するとき、第１及び第２の溶融体移行ノズル３６と３８との間で全く糸を曳かない。この位置で、冷却した型成形された部品を金型キャビティ３０、３２から取り出す。
【００３０】
積み重ね射出成形装置１０の溶融体移行装置４０により、均質化した溶融体をマニホールド５０に送出し、溶融体移行ノズル３６、３８からの溶融体の垂れ落ちを実質的になくすことができる。
【００３１】
図８を参照すると、積み重ね射出成形装置１０で使用するためのバルブピン７０ａの別の実施の形態が概略的に示してある。図８Ａは、図８のバルブピン７０ａのＡ−Ａ線に沿った断面図である。バルブピン７０ａは、バルブピン７０ａの第２端９２ａと隣接して配置された溶融体均質化要素８２ａを含む。溶融体均質化要素８２ａの直径は、破線で示すバルブピン直径よりも僅かに小さい。これにより、溶融体均質化要素８２ａの溶融体チャンネル８３ａの周囲及びこのチャンネル内の両方に溶融体を流すことができる。従って、混合プロセスが立体的に行われる。即ち、溶融体が溶融体チャンネル８３ａに沿って螺旋状に変位することに加え、溶融体均質化要素８２ａと第１及び第２の溶融体移行チャンネル３７、３９の内壁との間の隙間での溶融体の移動により、溶融体流れの一部について混合プロセスが発生し、これと同時に残りの部分は溶融体チャンネル８３ａを通る螺旋状経路を移動し続ける。この構成により、図４の均質化要素８２よりも強力な溶融体再分配技術が提供される。溶融体均質化要素８２ａは、溶融体流れの剪断履歴を全体として再設定し、温度及び粘度の分布がほぼ均等な溶融体流れを提供する。
【００３２】
図９は、本発明の別の実施の形態を示す。積み重ね射出成形装置１０ｂは、加圧溶融体流れを機械ノズル（図示せず）から溶融体チャンネル３３ｂを通して受け取るための第１移行ノズル３６ｂを含む。第１移行ノズル３６ｂは、溶融体流れを第２移行ノズル３８ｂに送出する。溶融体は、第２移行ノズル３８ｂから、溶融体を複数のノズル（図示せず）に送出して複数の対応する金型キャビティ（図示せず）を充填するマニホールド５０ｂに流入する。
【００３３】
溶融体均質化要素８２ｂが第１移行ノズル３６ｂの溶融体チャンネル３７ｂに設けられている。溶融体均質化要素８２ｂは溶融体流れ内の溶融体をその通過時に再分配する。以上に説明したように、均質化により、溶融体の温度及び粘度を、第２移行ノズル３８ｂの溶融体チャンネル３９ｂ内に移動するときにほぼ均等にすることができる。
【００３４】
第１移行ノズル３６ｂは熱ゲート式である。冷却チャンネル（図示せず）がノズルゲート４６ｂと隣接して設けられており、射出サイクルの完了時に溶融体を凝固させ、射出成形装置を取り出し位置まで移動する。
【００３５】
第２移行ノズル３８ｂは従来のバルブゲート式ノズルであり、このノズルを通ってバルブピン７２ｂが延びている。このようなノズルは、多くの場合、バルブを延ばしてゲートと係合させたときにノズルから溶融体が押し出されるため、垂れ落ちが生じる。移行ノズル３６ｂ、３８ｂからの垂れ落ちは、機械ノズル（図示せず）による吸い戻しを使用して減少される。吸い戻しにより、第１移行ノズル３６ｂからの未凝固の溶融体の垂れ落ちを減少し、更に、余分の溶融体が第１移行ノズル３８ｂに吸い込まれるために第２移行ノズル３８ｂからの垂れ落ちが減少する。
【００３６】
本明細書中に開示した溶融体均質化要素の各々には、所望であれば、多数の湾曲部が設けられていてもよいということは当業者には理解されよう。更に、ピッチは、特定の用途に合わせて変化させることができる。
【００３７】
図１０に示すように、第２移行ノズル３８ｂにも、第１移行ノズル３６ｂと同様の溶融体均質化要素８２ｂを設けてもよい。この構成は、溶融体の流れに対して二つの均質化工程を提供する。
【００３８】
更に、溶融体均質化要素は、当該技術分野で周知の任意の適当な種類の均質化要素に代えてもよい。国際公開ＷＯ０２／０８７８４６号パンフレットに記載されたこのような溶融体均質化要素８２ｃの一つが図１１に示してある。この特許に触れたことにより、この特許に開示された内容は本明細書中に含まれたものとする。溶融体均質化要素８２ｃは、積み重ね射出成形装置１０ｃの第１移行ノズル３６ｃの溶融体チャンネル３７ｃに設けられている。溶融体均質化要素８２ｃは、溶融体をその通過時に混合する。均質化により、第２溶融体移行ノズル３８ｃの溶融体チャンネル３９ｃ内に移動するときに溶融体の温度及び粘度がほぼ均等になる。
【００３９】
第２移行ノズル３８ｃには、図１２に示すように、第１移行ノズル３６ｃと同様に溶融体均質化要素８２ｃが設けられていてもよい。この構成により、溶融体流れに対して二つの溶融体均質化工程が行われる。
【００４０】
使用可能な別の種類の溶融体均質化要素がモーラーに付与された米国特許第５，９４１，６３７号明細書に開示されている。この特許に触れたことにより、この特許に開示された内容は本明細書中に含まれたものとする。
【００４１】
本明細書中に説明した溶融体均質化要素の様々な実施の形態を、供給源から溶融体流れを受け入れるための移動自在の移行ノズルを有する任意の種類の積み重ね射出成形装置で使用することができる。
【００４２】
積み重ね射出成形装置１０ｄの別の実施の形態を図１３に示す。この種の積み重ね射出成形装置１０ｄは以上に説明した装置と同様であるが、第１及び第２の移行ノズル３６ｄ、３８ｄが機械ノズル１２ｄと同一直線上に配置されている。以上に説明した溶融体移行装置のうちの任意の装置であってもよい溶融体移行装置４０ｄが、第１溶融体移行ノズル３６ｄと第２溶融体移行ノズル３８ｄとの間に、これらの間での溶融体の流れを制御するために設けられている。
【００４３】
積み重ね射出成形装置１０ｅの別の実施の形態を図１４に示す。この種の積み重ね射出成形装置１０ｅは、二つの移行ノズル対３６ｅ、３８ｅ、及び３６ｅ’、３８ｅ’の夫々を含む。溶融体流れは、機械ノズル１２ｅからスプルー入口３４ｅを通して送出され、溶融体チャンネル３３ｅによって第１移行ノズル３６ｅ、３６ｅ’に分岐する。溶融体流れは、各移行ノズル対と関連した溶融体移行装置４０ｅ、４０ｅ’を通過し、マニホールド５０ｅに進入する。マニホールド５０ｅは溶融体を金型キャビティ３０ｅ及び３２ｅに送出する。二対の移行ノズルにより、積み重ね射出成形装置１０ｅはバランスのとれた溶融体流れを形成する。
【００４４】
積み重ね射出成形装置１０ｆの更に別の実施の形態を図１５に示す。図１４に示す積み重ね射出成形装置１０ｅと同様に、積み重ね射出成形装置１０ｆは、二つの移行ノズル対３６ｅ、３８ｅ、及び３６ｅ’、３８ｅ’の夫々を含む。しかしながら、溶融体は各移行ノズル対に別々の機械ノズル１２ｆ及び１２ｆ’によって送出される。この構成により、各機械ノズルは、例えば異なる種類の樹脂や異なる色の樹脂といった異なる材料を送出することができる。
【００４５】
移動自在の中央プラテンの両側に設けられた金型キャビティは形状が異なっていてもよいということは当業者には理解されよう。
【００４６】
積み重ね射出成形装置１０ｇの更に別の実施の形態を図１６に示す。この種の積み重ね射出成形装置１０ｇは、図１５に示す積み重ね射出成形装置１０ｆと同様であるが、マニホールドは、一対のマニホールドサブチャンネル１０２、１０４に別れる。これらのマニホールドサブチャンネルは、溶融体をノズル４４ｇを通して金型キャビティ３０ｇ及び３２ｇの夫々に送出する。金型キャビティ３０ｇは金型キャビティ３２ｇと形状が異なるが、これらのキャビティ３０ｇ及び３２ｇは、別の態様では、同じ形状を備えていてもよい。
【００４７】
本発明の多くの特徴及び利点は、詳細な説明から明らかであり、及びかくして特許請求の範囲は、本発明の精神及び範囲内の本発明のこのような特徴及び利点の全てを含もうとするものである。更に、当業者が多くの変形及び変更を容易に行うことができるため、本発明をここに例示し且つ説明したのと正確に同じ構造及び作動に限定しようとするものではなく、従って、全ての適当な変形及び等価物は本発明の範疇に入るものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施の形態による射出成形装置の部分断面概略側面図である。
【図２】図１の射出成形装置の、型成形した部品を取り出す位置での部分断面概略側面図である。
【図３】図１の射出成形装置の拡大部分図である。
【図４】図１の射出成形装置のバルブピンの斜視図である。
【図５】図４の５−５線に沿った断面図である。
【図６Ａ】溶融体流れの第１粘度分布を示す図である。
【図６Ｂ】溶融体流れの第２粘度分布を示す図である。
【図７Ａ】溶融体流れの第１温度分布を示す図である。
【図７Ｂ】溶融体流れの第２温度分布を示す図である。
【図８】本発明の別の実施の形態によるバルブピンの斜視図である。
【図８Ａ】Ａ−Ａ線に沿った図８のバルブピンの断面図である。
【図９】本発明の別の実施の形態による射出成形装置の部分概略側断面図である。
【図１０】本発明の更に別の実施の形態による射出成形装置の部分概略側断面図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態による射出成形装置の部分概略側断面図である。
【図１２】本発明の更に他の実施の形態による射出成形装置の部分概略側断面図である。
【図１３】射出成形装置の別の実施の形態の部分断面概略側面図である。
【図１４】射出成形装置の更に別の実施の形態の部分断面概略側面図である。
【図１５】射出成形装置の他の実施の形態の部分断面概略側面図である。
【図１６】射出成形装置の更に他の実施の形態の部分断面概略側面図である。
【図１７Ａ】短い溶融体チャンネルでの溶融体の温度分布を示す図である。
【図１７Ｂ】長い溶融体チャンネルでの溶融体の温度分布を示す図である。
【図１８】４レベル積み重ね金型を通した溶融体についての溶融体温度分布を示す図である。
【図１】
2005007885.tif 000003
【図２】
2005007885.tif 000004
【図３】
2005007885.tif 000005
【図４】
2005007885.tif 000006
【図５】
2005007885.tif 000007
【図６Ａ】
2005007885.tif 000008
【図６Ｂ】
2005007885.tif 000009
【図７Ａ】
2005007885.tif 000010
【図７Ｂ】
2005007885.tif 000011
【図８】
2005007885.tif 000012
【図８Ａ】
2005007885.tif 000013
【図９】
2005007885.tif 000014
【図１０】
2005007885.tif 000015
【図１１】
2005007885.tif 000016
【図１２】
2005007885.tif 000017
【図１３】
2005007885.tif 000018
【図１４】
2005007885.tif 000019
【図１５】
2005007885.tif 000020
【図１６】
2005007885.tif 000021
【図１７Ａ】
2005007885.tif 000022
【図１７Ｂ】
2005007885.tif 000023
【図１８】
2005007885.tif 000024
【外国語明細書】
2005007885000001.pdf